第2章人的因素研究.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节 人体测量的基本知识及人在系统中的功能,第二节 常用的人体尺寸测量数据及其在设计中的应用,第三节 感觉机能及其特征,第四节 听觉机能及其特征,第五节 运动系统的机能及其特征,内容概括,第二章 人的因素研究,概述 人体测量是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在尺寸上的差别，为各种设计活动提供尺寸依据。,人体形态测量数据主要有两类：,人体构造尺寸,功能尺寸,第一节 人体测量的基本知识及人在系统中的功能,一、人体测量的基本知识,第二章 人的因素研究,第一节 人体测量的基本知识及人在系统中的功能,2.人体差异因素,（1）民族因素,（2）地区因素,（3）性别因素,（4）年龄因素,（5）时代因素,（6）社会因素,第二章 人的因素研究,图a,第二章 人的因素研究,图b,第二章 人的因素研究,图c,第二章 人的因素研究,第一节 人体测量的基本知识及人在系统中的功能,5.人体测量中的主要统计函数,在人体测量中所得到的测量值都是离散的随机变量，因而可根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析，从而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数。,(1)均值,第二章 人的因素研究,第一节 人体测量的基本知识及人在系统中的功能,（2）方差,（3）标准差,（4）抽样误差,抽样误差=标准误差=全部样本均值的标准差,第二章 人的因素研究,第一节 人体测量的基本知识及人在系统中的功能,(5)百分位数P,K,百分位数将群体或样本的全部测量值分成两部分,有K%的测量值等于和小于它,有(100-K%)的测量值小于它,(a)求某百分位数人体尺寸,若人身高均值 X=170，S,D,=10，K%=30,P,30,=X=X(S,D,K),即有30%的人身高小于等于164.76cm。,第二章 人的因素研究,第一节 人体测量的基本知识及人在系统中的功能,(b)求数据所属百分率P,同上例:求有多少百分数的人身高小于等于164.76cm,Z=(X,i,X)/S,D,查正态分布表，p=0.1985,即有30%左右的人身高小于等于164.76,第二章 人的因素研究,第一节 人体测量的基本知识及人在系统中的功能,二、人在系统中的功能,在人机系统中,人与外界直接发生联系的主要是三个系统，即：感觉系统、神经系统、运动系统,第二章 人的因素研究,第一节 人体测量的基本知识及人在系统中的功能,机器-人-机器，形成一个闭环系统：人在操作过程中，机器通过显示器将信息传递给人的感觉器官(如眼睛、耳朵等)，经中枢神经系统对信息进行处理后，再指挥运动系统(如手、脚等)操纵机器的控制器、改变机器所处的状态。人-机所处的外部环境因素(如温度、照明、噪声、振动等)也将不断影响和干扰此系统的效率。,第二章 人的因素研究,第二节,常用的人体尺寸测量数据及其在设计中的应用,一 常用的人体尺寸测量数据,1.我国成年人人体结构尺寸,(1)人体主要尺寸 国标GB10000-88给出身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长共6项人体主要尺寸数据,第二章 人的因素研究,第二节,常用的人体尺寸测量数据及其在设计中的应用,(2)立姿人体尺寸,第二章 人的因素研究,第二节,常用的人体尺寸测量数据及其在设计中的应用,(3)坐姿人体尺寸,第二章 人的因素研究,第二节,常用的人体尺寸测量数据及其在设计中的应用,2.我国成年人在工作位置上的活动空间尺度,(1)立姿的活动空间,第二章 人的因素研究,第二节,常用的人体尺寸测量数据及其在设计中的应用,（2）坐姿的活动空间,第二章 人的因素研究,第二节,常用的人体尺寸测量数据及其在设计中的应用,（3）单腿跪姿的活动空间,第二章 人的因素研究,第二节,常用的人体尺寸测量数据及其在设计中的应用,（4）仰卧的活动空间,第二章 人的因素研究,第二节,常用的人体尺寸测量数据及其在设计中的应用,二、人体测量数据的应用,1、主要人体尺寸的应用原则,为了使人体测量数据能有效地为设计者利用，从以上各节所介绍的大量人体测量数据中，精选出部分工业设计常用的数据，并将这些数据的定义、应用条件、选择依据等列于表2-4。,第二章 人的因素研究,第二节,常用的人体尺寸测量数据及其在设计中的应用,2、人体尺寸的应用方法,（1）确定所设计产品的类型,（2）选择人体尺寸百分位数,（3）确定功能修正量,（4）确定心理修正量,第二章 人的因素研究,、概述,感觉的产生需要两个基本条件：,一是外部或内部刺激的存在，即客观事物的声、光、色、形等因素的存在或机体自身生理活动的存在。,二是分析器的正常活动。分析器是人感受和分析某种刺激的整个神经结构，由感受器、传人神经与大脑皮层相应区域三个部分组成。,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,二、感觉的基本特性,1.适宜刺激,人体的各种感觉器官都有各自最敏感的刺激形式，这种刺激形式称为相应感觉器的适宜刺激。,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,2.感觉阈限,刺激必须达到一定强度方能对感觉器官发生作用。,（1）感觉阈下限：刚刚能引起感觉的最小刺激量。,（2）感觉阈上限：能产生正常感觉的最大刺激量。,（3）绝对感觉阈值：能被感觉器官所感受的刺激强度范围。,（4）差别感觉阈限：刚刚能引起差别感觉的刺激最小差别量。,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,3.适应,“适应”：感觉器官经持续刺激一段时间后，在刺激不变的情况下，感觉会逐渐减小以致消失。通常所说的“久而不闻其臭”就是嗅觉器官产生适应的典型例子。,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,4.相互作用,感觉的相互作用：在一定条件下，各种感觉器官对其适宜刺激的感受能力都将受到其他刺激的干扰影响而降低，由此使感受性发生变化的现象。,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,5.对比,对比：同一感受器官接受两种完全不同，但属同一类的刺激物的作用，而使感受性发生变化的现象。,（1）同时对比,（2）继时对比,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,三、视觉机能及其特征,1.视觉机能,（1）视角与视力,式中 视角，用()表示，单位为(1/60)；,被看物体上两端点的直线距离；,眼睛到被看物体的距离。,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,（2）视野与视距,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,（3）中央视觉和周围视觉,中央视觉视维细胞（感色能力强、能清晰分辨物体）。,周围视觉视杆细胞（观察空间范围和正在运动的物体）。,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,（4）双眼视觉和立体视觉,当用单眼视物时，只能看到物体的平面，即只能看到物体的高度和宽度；而用双眼视物时，具有分辨物体深浅、远近等相对位置的能力，形成所谓立体视觉。,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,（5）色觉与色视野,视网膜除能辨别光的明暗外，还有很强的辨色能力，可分辨出180多种颜色。,（6）暗适应和明适应,视觉器官的感受性对光刺激变化的相顺应性称为适应。,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,2 视觉特征：,（1）疲劳程度：水平优于垂直。,（2）视线变化习惯：左右，上下，顺时针。,（3）准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。,（4）观察情况的优先性：左上右上左下右下。视区,内的仪表布置必须考虑这一点。,（5）设计依据：以双眼视野为设计依据。,（6）接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。,（7）颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白；,颜色相配时的易辨认顺序：黄底黑字、黑底白字、蓝底 白字、白底黑字。,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,第三节,感觉机能及其特征,四 听觉机能及其特征,听觉机能,听觉适宜的刺激是声音，振动的物体是声音的声源。,（,1,）可听声频范围 对于正常人来说，只有频率为,20,20000Hz,的振动，才能产生声音的感觉。低于,20Hz,的声波称为次声，高于,20000Hz,的声波称为超声，次声和超声人耳都听不见。,第二章 人的因素研究,（2）辨别声音的强弱,人耳具有区分不同音调（频率）和声强的能力。人耳对频率的感受很灵敏，如在5004000Hz时，可辨别的频率差为3%，当频率小于500Hz和大于4000Hz时，频率相差1%即可辨别出来。对声强的辨别不如对频率灵敏，当声强增加26%或声压增加12%时方能辨别出来。,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,（3）辨别声音的方向和来源,人耳的听觉本领，绝大部分都涉及到所谓“双耳效应”，或称“立体声效应”，这是正常双耳听闻所具有的特性。,当通常的听闻声压级为5070dB时，这种效应基本上取决于下列条件：,1）时差,2）声音频谱的改变,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,2.听觉特征,（1）听觉反应时间,（2）听觉适应,（3）听觉疲劳,（4）听力损伤,（5）听力下降,（6）掩蔽效应,第三节,感觉机能及其特征,第二章 人的因素研究,第四节,神经系统机能及其特征,一、神经系统,神经系统是人体最主要的机能调节系统，人体各器官、系统的活动，都是直接或间接地在神经系统的控制下进行的。,神经系统可以分为中枢神经系统和周围神经系统两部分。,1.中枢神经系统,中枢神经系统包括脑和脊髓。,第二章 人的因素研究,第四节,神经系统机能及其特征,2.周围神经系统,第二章 人的因素研究,第四节,神经系统机能及其特征,二、大脑皮质功能定位,大脑皮质的不同功能往往相对集中在某些特定部位，其主要的功能定位是：,1.躯体感觉区,2.躯体运动区,3.其他功能区,第二章 人的因素研究,第四节,神经系统机能及其特征,三、神经系统活动方式,1.反射弧,神经系统调节机体的活动，对内、外环境的刺激作出一定的应答反应，称为反射。反射是神经系统调节机体活动的一种基本形式。,2.信息键,第二章 人的因素研究,第五节,运动系统的机能及其特征,运动系统是人体完成各种动作和从事生产劳动的器官系统。运动系统由骨、关节和肌肉三部分组成。,在运动过程中：骨是运动的杠杆；关节是运动的枢纽；肌肉是运动的动力。三者在神经系统的支配和调节下协调一致，随着人的意志，共同准确地完成各种动作。,第二章 人的因素研究,第五节,运动系统的机能及其特征,一、骨的功能与骨杠杆,1.骨的功能,骨与骨通过关节连接成骨胳，构成人体支架，支持人体的软组织(如肌肉、内脏器官等)和支承全身的重量，它与肌肉共同维持人体的外形。,骨构成体腔的壁，如颅腔、胸腔、腹腔与盆腔等,在骨的髓腔和松质的腔隙中充填着骨髓,附着于骨的肌肉收缩时，牵动着骨绕关节运动，使人体形成各种活动姿势和操作动作。,第二章 人的因素研究,第五节,运动系统的机能及其特征,人体骨杠杆的原理和参数与机械杠杆完全一样。在骨杠杆中，关节是支点，肌肉是动力源，肌肉与骨的附着点称为力点，而作用于骨上的阻力(如自重、操纵力等)的作用点称为重点(阻力点)。人体的活动，主要有下述三种骨杠杆的形式：,(1)平衡杠杆,(2)省力杠杆,(3)速度杠杆,第二章 人的因素研究,第五节,运动系统的机能及其特征,二、主要关节的活动范围,全身的骨与骨之间借一定的结构相连结，称为骨连接。骨连接又分为直接连结和间接连结。前活动范围很小或完全不能活动，又称不动关节；后者有较大的活动性，称为关节。人体各关节的活动有一定的限度，超过限度将会造成损伤，人体处于各种舒适姿势时，关节必然处在一定的舒适调节范围内。,第二章 人的因素研究,第五节,运动系统的机能及其特征,三、肢体的出力范围,立姿直臂时的拉力与推力分布,第二章 人的因素研究,第五节,运动系统的机能及其特征,四、人的反应时间,反应时间(RT)又称为反应潜伏期，它是指刺激和反应的时间间距。,反应时间由反应知觉时间(即自出现刺激到开始执行操纵的时间)和动作时间(即执行操纵的延续时间)两部分组成，即：,T,反,=,T,感,+,T,动,式中,T,反,反应时间；,T,感,反应知觉时间；,T,动,动作时间。,第二章 人的因素研究,第五节,运动系统的机能及其特征,反应时间的长短不仅与反应类型有关，还受诸多因素影响，最主要的因素有下述几种：,1.不同的感觉器官,2.刺激信号的强度,3.刺激的清晰度和可辨性,4.刺激信号的数目对反应时间的影响最为明显,5.人的主体因素,第二章 人的因素研究,第2章结束,回总目录,第3章,